Aislamiento y caracterización de nanocelulosa a partir de distintos residuos agroindustriales
DOI:
https://doi.org/10.19136/jeeos.a7n2.5680Keywords:
residuos agroindustriales, biomasa, FTIR, lignina, nanocelulosaAbstract
El aprovechamiento de biomasa obtenida de residuos lignocelulósicos permite disminuir el impacto ambiental ocasionado por la gran cantidad de remanentes desechados durante los diferentes procesos de las materias primas; estas biomasas residuales se pueden utilizar como fuente alterna y materia prima en la extracción de celulosa, polímero natural con características químicas atractivas, la cual contribuye a la creación de nuevos materiales. Su obtención a escala nanométrica permite mejorar sus propiedades y ser utilizada en áreas especializadas. En México se genera una gran variedad de residuos lignocelulósicos, entre los cuales se encuentran el pseudotallo de plátano (PTP), biomasa residual del corte del plátano, bagazo de aloe vera (BAV), residuo sobrante durante la extracción del gel y bagazo de caña de azúcar (BCA), desecho obtenido durante la producción de azúcar. En este trabajo se presenta el procedimiento para la extracción de nanocelulosa, utilizando biomasa de residuos agroindustriales, mediante un pretratamiento, lavado y secado, seguido de un proceso de extracción Soxhlet, para eliminar compuestos no deseados, un blanqueamiento y deslignificación. La nanocelulosa obtenida se caracterizó mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, (FTIR) para identificar los grupos funcionales característicos de estos residuos; difracción de rayos X (DRX), para estudiar su estructura cristalina y dispersión dinámica de luz (DLS), para determinar el tamaño del radio hidrodinámico de las partículas de nanocelulosa. Estas técnicas permiten conocer la vulnerabilidad de las biomasas en los diferentes tratamientos químicos requeridos para la deslignificación, eliminación de componentes no deseados y extracción de cristales de nanocelulosa
References
[1] L. Y. Ng, T. J. Wong, C. Y. Ng, and C.K. M. Amelia. (2021) A review on cellulose nanocrystals production and characterization methods from Elaeis guineensis empty fruit bunches. Arabian J Chem, 14, 103339.
[2] P. Phanthong, P. Reubroycharoen, X.Hao, G. Xu, A. Abudula, G. Guan. (2018) Nanocellulose: Extraction and application. Carbon Resour Convers, 1,32–43.
[3] A. F. Lehrhofer, T. Goto, T. Kawada, T. Rosenau, H. Hettegger. (2022) The in vitro synthesis of cellulose–A minireview. Carbohydr Polym, 285, 119222.
[4] M. Jakob, A R Mahendran, W GindlAltmutter, P Bliem,J Konnnerth, Umüller, (2022) The strength and stiffness of oriented wood and
cellulose-fibre materials: A review. Prog Mater Sci, 125, 100916.
[5] O. Gonultas, Z. Candan, (2018) Chemical characterization ftir spectroscopy of thermally compressed
eucalyptus wood panels, Maderas: Ciencia y Tecnologia, 20, 431–442.
[6] S. A. Wahib, D. A. Da’na, M. A. AlGhouti. (2022) Insight into the extraction and characterization of cellulose nanocrystals from date pits. Arabian J Chem, 15, 103650.
[7] W. Dudefoi, B. Dhuiège, I. Capron, G. Sèbe, (2022) Controlled hydrophobic modification of cellulose nanocrystalsfor tunable Pickering emulsions, Carbohydr Polym Technol Appl, 3, 100210.
[8] R. Alimohammadzadeh, A. A. Rafi, L. Goclik, C. W. Tai, A. Cordova. (2022) Direct organocatalytic thioglycolic acidesterification of cellulose nanocrystals: A simple entry to click chemistry on the 123 Registro ISSN 2448-8186 surface of nanocellulose, CarbohydPolym Technol Appl, 3, 100205.
[9] L. Y. Ng, T. J. Wong, C. Y. Ng, C. K. M. Amelia, (2021) A review on cellulose nanocrystals production and characterization methods from Elaeisguineensis empty fruit bunches, Arabian J Chem, 14, 103339.
[10] P. Shrestha, M. B. Sadiq, and A. K. Anal, (2021) Development ofantibacterial biocomposites reinforced with cellulose nanocrystals derived from banana pseudostem, Carbohydr PolymTechnol Appl, 2, 100112.
[11] R. Cárdenas-Zapata, D. Palma Ramirez, A.I. Flores Vela, M. A. Domínguez Crespo, A. M. Torres Huerta, H.D. Rosales, S. B. Brachetti Sibaja (2022) Valorization of sawdust biomass for biopolymer extraction via green method: Comparison with conventional process, Int J Energy Res, 46, 20279–20302.
[12] N. Y. Abu-Thabit, A. A. Judeh, A. S. Hakeem, A. Ul-Hamid, Y. Umar, A. Ahmad, (2020) Isolation and characterization of microcrystalline
cellulose from date seeds (Phoenix dactylifera L.), Int J Biol Macromol, 155, 730–739.
[13] M. R. Rahman, S. Hamdan, J. C. H. Lai, M. Jawaid, F. A. bin M. Yusof, (2017) Physico-mechanical, thermal and morphological properties of furfuryl alcohol/2-ethylhexyl methacrylate/halloysite nanoclay wood polymernanocomposites (WPNCs), Heliyon, 3,e00342.
[14] A. Boukir, S. Fellak, and P. Doumenq, (2019) Structural characterization of Argania spinosa Moroccan wooden artifacts during natural degradation progress using infrared spectroscopy(ATR-FTIR) and X-Ray diffraction (XRD), Heliyon, 5(9):e02477
[15] W. T. Wulandari, A. Rochliadi, and I. M. Arcana, (2016) Nanocellulose prepared by acid hydrolysis of isolated cellulose from sugarcane bagasse,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol 107, Issue 1,article id 012045
[16] S. Huang, L. Zhou, M. C. Li, Q. Wu, and D. Zhou, (2017) Cellulose nanocrystals (CNCs) from corn stalk: Activation energy analysis, Mater, 10.
[17] T. Abitbol et al., (2016) Nanocellulose, a tiny fiber with huge applications,” Curr Opin Biotechnol, 39, 76–88.
[18] A. Macías-Almazán, J.A. Lois Correa, M.A. Domínguez Crespo, A.B. López Oyama, A.M. Torres Huerta, S.B. Brachetti Sibaja, A.E. Rodríguez
Salazar (2020) Influence of operating conditions on proton conductivity of nanocellulose films using two agroindustrial wastes: Sugarcane
bagasse and pinewood sawdust, Carbohydr Polym, 238
Downloads
Additional Files
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Política propuesta para revistas de acceso abierto
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
1. Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir igual 4.0 .de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
2. Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
3. Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
===================== NUEVO 2025
This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
This license requires that reusers give credit to the creator. It allows reusers to copy and distribute the material in any medium or format in unadapted form and for noncommercial purposes only.
- BY: Credit must be given to you, the creator.
- NC: Only noncommercial use of your work is permitted.Noncommercial means not primarily intended for or directed towards commercial advantage or monetary compensation.
- ND: No derivatives or adaptations of your work are permitted.
